El siglo XIX se caracterizó
por progresos extraordinarios en el campo tanto de las ciencias aplicadas como
el de las ciencias puras. Uno de los
principales de tales adelantos, como todos lo sabemos, fue el perfeccionamiento de máquinas que
convierten calor en fuerza mecánica o “trabajo”.
La invención de la máquina a vapor de agua
fue gran paso de adelanto para nuestra civilización. Pudo el hombre por vez primera, valerse
sistemática y específicamente, de otras
fuentes de energía a parte de las otras tradicionales como la energía muscular,
la fuerza del viento y las caídas de
agua.
Según la mayoría de los historiadores en el
campo económico, la civilización moderna y europea no habría podido
desenvolverse como lo ha hecho si el hombre se hubiera contentado con las
máquinas que dependían de esas primitivas fuentes de energía.
A la “ciencia” del calor y el trabajo, se le
conoce con el nombre de termodinámica. Rudolf Clausius (1822-1888) fue de los
más importantes contribuyentes a su desarrollo en el siglo XIX.
Se consideró y –se considera- a Clausius como uno de los más notables
matemáticos de su época; fue catedrático de Física de la Escuela Real Prusiana
de Artillería e Ingeniería de Berlín.
La teoría sobre cómo el calor impulsa
máquinas (motivación de fuerza del calor) está comprendida en dos “leyes”, la
primera y segunda leyes de la termodinámica. Refutaron la idea prevaleciente
hasta entonces de que cada objeto contiene cierta cantidad de calor en un
líquido llamado “calórico” y sentaron el precedente de que calor y energía, o
calor y trabajo, son con mucho la misma cosa. El calor es una fuerza dinámica;
una fuerza física.
La primera ley de termodinámica establece
que la fuerza mecánica que el calor genera está en relación directa con la
cantidad de calor consumida y que cantidades iguales de fuerza mecánica
consumen cantidades iguales de calor.
Clausius enunció la segunda ley de
termodinámica. En términos simples sostiene que, aunque el enfriamiento es
parte del proceso de intercambio de calor, del enfriamiento no se deriva
energía. Del calor es de quien se obtienen energía y trabajo.
Clausius dijo: “Es imposible que una máquina
independiente conduzca calor de un objeto más frío a un objeto más caliente”.
Lord Kelvin amplió este concepto diciendo que no es posible derivar trabajo, o
resultados mecánicos, enfriando un objeto a un grado menor de la temperatura
del más frío de los objetos que le rodean.
Clausius contribuyó enormemente al
desarrollo de la física y la ingeniería termodinámica tal como se conocen hoy
en día. En 1865 publicó el primer libro que trataba a la termodinámica como
campo individual y separado de estudio.
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